سطح سنج راداری چیست و چگونه کار می‌کند؟

ترانسمیترهای سطح راداری به‌عنوان یکی از تجهیزات ابزاردقیق، برای اندازه‌گیری سطح به‌کار می‌روند. اصول کار ترانسمیترهای راداری مشابه با روش اولتراسونیک است، با این تفاوت که موج اولتراسونیک به شدت به شرایط محیطی که از آن عبور می‌کند، وابسته است و سرعت‌های متفاوتی دارد. اما در رادارها، سرعت موج الکترومغناطیسی به ثابت دی‌الکتریکی سیال وابسته است. این ثابت یکی از خصوصیات ذاتی سیال است و کمتر تحت تأثیر عواملی مانند تغییرات دمایی و غیره قرار می‌گیرد.

سنجش سطح به ‌روش غیرتماسی با لول ترانسمیتر یا سطح ‌سنج راداری به دلیل استقلال از پارامترهای دما، فشار، چگالی، هدایت، بخار یا گرد و غبار، از جمله روش‌های دقیق و مؤثر برای اندازه‌گیری سطح در مخازن مواد پودری و مایعات متلاطم، به ویژه در سطوح دارای فوم یا کف و مواد دارای غبار و جامدات نظیر مخازن غلات، آهک یا سیمان می‌باشد.

انواع ترانسمیتر سطح رادار

• سطح سنج راداری غیر تماسی Air Firing
• سطح سنج راداری تماسی Guided Wave

سطح سنج راداری غیر تماسی، امواج را از طریق آنتن،  بعد از عبور از فضای خالی مخزن به سطح مواد ارسال می‌شود. ولی در نوع تماسی از طریق یک میله توخالی یا کابل (راهنما یا موجبر) به سمت مواد ارسال می‌شوند. در ترانسمیتر غیر تماسی بسته به نوع موج مورد استفاده و نحوه محاسبه ارتفاع سطح، امواج راداری از طریق یک دیش سهموی یا آنتن شیپوری پیوسته به شکل یک سیگنال با فرکانس جاروبی به سمت سطح سیال فرآیندی ارسال می‌شوند. پس از برخورد سیگنال با سطح مایع، بخشی از آن به سمت همان آنتن بازتاب می‌شود و سپس توسط دریافت‌کننده جمع‌آوری و به بورد داخلی ارسال می‌شود. بورد داخلی، زمان بین ارسال پالس و دریافت سیگنال بازتابی را محاسبه و به عنوان سطح مواد (مایعات و جامدات) تلقی می‌کند.

نحوه کار ترانسمیتر راداری

در سیستم ترانسمیترهای سطح راداری، رادار پالس‌هایی با انرژی کوتاه به سطح مایع منتشر می‌کند. مدار زمان‌گیری با سرعت بسیار بالا زمان انعکاس سیگنال از سطح مایع را اندازه‌گیری می‌کند. پس از آن، پردازش پیشرفته به منظور فیلتر کردن بازتاب‌های نادرست و سایر نویزهای زمینه انجام می‌شود. سپس، سطح دقیق با در نظر گرفتن عواملی همچون ارتفاع مخزن و دیگر اطلاعات پیکربندی محاسبه می‌شود.

در حال حاضر، دو فناوری TDR و FMCW به طور گسترده برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد. شرکت وگا، اندرس هاوزر و رزمونت برای اندازه‌گیری سطح از تکنولوژی پالس راداری به جای موج پیوسته مدوله شده فرکانسی FMCW استفاده می‌نماید. رادارهای پالس بر حسب زمان ارسال و دریافت موج کار می‌کند. ولی رادار FMCW با انجام علمیات های پیچیده مدولاسیون کار کرده و گران قیمت هستند. سنسورهای پالس راداری، امواجی با انرژی 6 تا 80 گیگا هرتز (برحسب نوع و مدل رادار) را منتشر کرده و مدت زمان TOF پرواز امواج را اندازه‌گیری می‌نمایند.

دی الکتریک چیست؟

مواد دی‌الکتریکی موادی هستند که مقاومت بالایی در برابر هدایت جریان الکتریکی دارند. به عبارت دیگر، این مواد قادر به نگه‌داری الکتریسیته نیستند و جریان الکتریکی به راحتی از آن‌ها عبور نمی‌کند.

مواد دارای دی الکتریک پایین می تواند باعث کاهش مقدار سیگنال برگشتی و نتیجتا، دقت اندازه گیری تجهیز کاهش می‌یابد.

سطح سنج راداری مناسب مواد دی الکتریک پایین

از دو روش برای اینکار میتوانید استفاده کنید.

روش 1) برای این نوع مواد حتما از لول ترانسمیتر های راداری غیر تماسی با فرکانس 80 گیگا هرتز استفاده نمایید. رادار 80GHz قادر است سطح مواد دارای دی الکتریک 1.5 نیز اندازه‌گیری کند.

روش 2) نصب سطح سنج تماسی کابلی ویا لوله ای نیز برایتان مفید خواهد بود البته چنانچه مخزن دارای میکسر نباشد. این موضوع را نیز بدانید که رسوبات روی مسیر انتقال امواج، باعث انعکاس های فیک و اشتباه خواهند شد.

شرکت آداک فرایند سپهر نماینده فروش و خدمات پس از فروش برندهای VEGA و UWT در زمینه تولید انواع سطح سنج و همچنین این مجموعه نمایند رسمی برند پروسنس Prosense ترکیه، تولید کننده قدرتمند دتکتور گاز می‌باشد.

 تفاوت ترانسمیتر راداری با اولتراسونیک در چیست؟

• اولین تفاوت این دو در نوع امواج است. رادارها از امواج مغناطیسی برای تشخیص سطح استفاده می‌کنند ولی سطح سنج اولتراسونیک از امواج صوتی بهره می‌برد.
• تاثیر نداشتن عوامل محیطی بر روی رادارها است. مانند: نویز، اغتشاشات، دما و فشار بالا، تلاطم سیالات، پایین بودن دی الکتریک مواد، حرکت‌های میکسر، کف و فوم روی مایعات. در حالی که در ترانسمیتر اولتراسونیک اگر این عوامل وجود داشته باشد تجهیز عمل اندازه‌گیری را با خطای بسیار بالا انجام می‌دهد.
• دقت ترانسمیتر های اولتراسونیک بسیار پایین تر از سطح سنج راداری است.
• ماکزیمم ارتفاع اولتراسونیک ها 15 متر است و آنهم برای مایعات تعریف شده است ولی حداکثر ارتفاع برای ترانسمیتر های راداری 120 متر است.

نحوه نصب سطح سنج راداری

همه رادارها در بالای مخزن و عمود بر سطح مواد نصب می‌شوند. سه نوع اتصال در اصل برای نصب رادارها وجود دارد که عبارتند از: تجهیز دارای فلنج، رزوه‌ای و روش کلمپی. هر برند و مدل سطح‌ سنج راداری ممکن است نیازهای و مراحل خاص خود را داشته باشد، بنابراین بهتر است همواره به راهنمایی و دستور العمل تولیدکننده دستگاه پایبند باشید.

آداک فرایند سپهر

شرکت آداک فرایند سپهر باهدف ارائه مشاوره فنی ومهندسی وبازرگانی درزمینه تجهیزات ابزار دقیق و اندازه‌گیری شروع به فعالیت نمود و در این مسیر با تامین مستقیم تجهیزات مورد نیاز صنایع و کارخانجات ایران از کمپانی‌های معتبر دنیا، زمینه‌های لازم جهت کاهش هزینه‌ها وارتقاع کیفی تولید را فراهم آورده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره رایگان در زمینه انواع سطح سنج و دتکتور گاز با ما تماس بگیرید.